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毕业设计说明书
目录
目录I
1前言1
2产品生产配方1
3生产规模、品种、销售方式、工作制度1
4物料衡算2
4.1生产投料核算2
4.2理论上软胶囊产量2
4.3实际软胶囊产量2
4.4软胶囊生产线的原料消耗量2
5生产的工艺流程图及安全设计3
5.1木贼总黄酮化合物的提取的工艺流程3
5.2软胶囊生产工艺流程图4
6设备选型5
6.1设备选型原则5
6.2设备规格型号确定一览表6
6.3设备的具体参数6
7劳动力计算11
7.1.确定主要生产工序11
7.2自动化程度较高生产车间劳动力计算11
7.3自动化程度较低生产车间劳动力计算11
7.4总人数定员11
7.5工厂详细人员安排12
8全厂用水、用电、用气量估算12
8.1用气量估算12
8.2用水量估算12
8.3用电量估算13
8.4日能耗量统计14
9生活及公用设施(给排水、供电、供汽、采暖及通风)设计14
9.1给排水设计14
9.2供电设计14
9.3供气设计15
9.4采暖和通风设计15
10厂房设计15
10.1厂址选择的总体要求15
10.2厂址选择的基本原则15
11厂房平面设计图18
12社会及经济评价18
13小结19
1前言
黄酮类化合物在蕨类植物中广泛分布,有11大类黄酮类化合物分布于蕨类植物中,类型复杂多样。
生物黄酮的功能早已被医学界所公认,它在治疗心脑缺氧、缺血,增进人体代谢中抗氧化功能,以及缓解抑郁紧张症状等方面都有显著效果。
据文献报道黄酮类化合物的药理作用有:
(1)抗脑缺血,
(2)抗心肌缺血,(3)抗心律失常,(4)抗自由基,(5)镇痛作用,(6)保肝作用,(7)对消化性溃疡的保护作用,(8)抗病毒、抗肿瘤等。
脑血管疾病是当今世界公认的十大疾病杀手之一,而生物黄酮则被称为心脑疾病的克星。
目前黄酮主要从银杏叶、大豆、沙棘等植物中提取分离,而木贼科植物中黄酮含量较高,目前仅约30种,中国产9种,其中长白山地区有6种,并且可以广泛种植。
可是当前国内外对木贼科植物中黄酮类化合物的研究还不够深入,对木贼科植物中黄酮化合物的提取工艺及其软胶囊制作等研究方面的报道也很少。
通过研究可以使木贼科植物有望成为黄酮类化合物新的来源,为以后的深入研究提供一定的依据,并且对提高木贼科植物的利用价值也具有一定的推动意义。
本文在木贼草总黄酮化合物最佳提取工艺的基础上,通过产品方案的确定、设备选型、耗水电气量的计算、管路设计等拟设计一个年处理鲜木贼草30吨,生产规格为10g/丸的软胶囊2.16×107粒。
一盒装20粒,共计1.08×106盒。
2产品生产配方
对于软胶囊生产中常见的问题,本工厂采用在软胶囊制备中采用添加有机酸或使用明胶水解物等方法解决崩解迟缓问题;对于软胶囊较长时间贮存会出现囊壳老化变硬现象,采用在囊材中加入少量抗氧剂可延缓囊壳的老化。
木贼草黄酮提取物的软胶囊生产配方如下表表示。
表1木贼草黄酮提取物的软胶囊生产配方
名称
含量(%)
木贼草黄酮提取液
4.5
甘油
20
明胶
40
纯水
35
抗氧化剂(VC)
0.5
3生产规模、品种、销售方式、工作制度
建设一条日处理0.1吨长白山木贼草黄酮软胶囊生产线。
组织专门人员在长白山收集木贼草30吨,建设一个小型冷库,储存长白山木贼草,满足1年生产的需要。
年生产能力:
处理鲜木贼草30吨,生产10g/丸的盒装20丸的软胶囊1.08×106盒;
年工作日:
300d;
班次:
2班/天;
工作时间:
8h/班
品种:
木贼草黄酮软胶囊
销售方式:
以东北三省为主面向全国销售,零售及批发
4物料衡算
4.1生产投料核算
本厂生产的木贼黄酮软胶囊主要以盒装的形式包装出售,规格为10g/丸,一盒20粒。
日产72000丸,共计3600盒。
表2日生产投料核算表
名称
重量
木贼草黄酮提取液
36Kg
甘油
160Kg
明胶
320Kg
纯水
280Kg
抗氧化剂(VC)
4.08Kg
4.2理论上软胶囊产量
根据工艺流程理论上计算软胶囊产量如下表3所示:
表3木贼草黄酮软胶囊日生产线理论产量
日产量
生产10g/丸的木贼软胶囊80000丸、4000盒
班产量
生产10g/丸的木贼软胶囊40000丸、2000盒
时产量
生产10g/丸的木贼软胶囊5000丸、250盒
分产量
生产10g/丸的木贼软胶囊83丸、4盒
4.3实际软胶囊产量
在生产时,会造成各种不可避免的损耗,根据一般的软胶囊生产损耗量,设定成品率为90%,则实际产量如下表4所示:
表4木贼草黄酮软胶囊日生产投料核算表
日产量
生产10g/丸的木贼软胶囊72000丸、3600盒
班产量
生产10g/丸的木贼软胶囊36000丸、1800盒
时产量
生产10g/丸的木贼软胶囊4500丸、225盒
分产量
生产10g/丸的木贼软胶囊74丸、3.6盒
4.4软胶囊生产线的原料消耗量
每年原消耗量见表5所示。
表5软胶囊生产线的原料消耗量
序号
名称
消耗量
备注
单位
数量
1
新鲜木贼草
吨/年
30
表面干燥
2
乙醇(70%)
升/年
61250
食品级(循环使用)
3
纯净水
吨/年
5050
食品级
4
芦丁标准品
Kg/年
108
食用级
5
NaNO2
g/年
10005
粉末状
6
VC
吨/年
50.50
粉末状
7
Al(NO)3
g/年
1050
晶体状
8
明胶
吨/年
509
食用明胶
9
甘油
吨/年
5000
白色晶体
10
纸质包装盒
万个/年
300
5生产的工艺流程图及安全设计
5.1木贼总黄酮化合物的提取的工艺流程
操作要点:
原料预处理:
将新鲜的木贼草于60℃干燥至恒重,用万能粉碎机粉碎成粉末,过80目筛,存放在提取容器中。
提取方法:
采用超声波辅助乙醇法,根据单因素实验及正交试验得出最佳的因素水平。
具体方法即为:
提取温度为55℃,料液比为1:
20,提取时间为40min,乙醇浓度为70%。
检测方法:
采用芦丁标准曲线对照法,根据标准品所曲线结合提取液的吸光度值计算木贼草提取液中总黄酮化合物的含量。
浓缩:
提取几次之后,合并提取液,经旋转蒸发挥去乙醇达到浓缩的目的。
5.2软胶囊生产工艺流程图
注意事项:
1、配料:
(1)药物本身是油类的,只需加入适量抑菌剂,或再添加一定数量的玉米油(或PEG400),混匀即得。
(2)药物若是固态,首先将其粉碎过100~200目筛,再与玉米油混合,经胶体磨研匀,或用低速搅拌加玻璃砂研匀,使药物以极细腻的质点形式均匀的悬浮于玉米油中。
(3)软胶囊大多填充药物的非水溶液,若要添加与水相混溶的液体如聚乙二醇、吐温-80等时,因注意其吸水性,因胶囊壳水分会迅速向内容物转移,而使胶壳的弹性降低。
(4)在长期储存中,酸性内容物也会对明胶水解造成泄漏,碱性液体液体能使胶壳溶解度降低,因而内容物的PH值应控制在2.5~7.0为宜。
醛类药物会使明胶固化而影响溶出;遇水不稳定的药物应采用何种保护措施等,均应在内容物的配方时考虑。
2、化胶
软胶囊壳与硬胶囊壳相似,主要含明胶、阿拉伯胶、增塑剂、防腐剂(如山梨酸钾、尼泊金等)、遮光剂和色素等成分,其中明胶:
甘油:
水为1:
0.3~0.4:
0.7~1.4的比例为宜,根据生产需要,按上述比例,将以上物料加入夹层罐中搅拌,蒸汽夹层加热,使其溶化,保温1~2小时,静置待泡沫上浮后,保温过滤,成为胶浆备用。
3、软胶囊制备方法
软胶囊制备常采用压制机生产,将明胶与甘油、水等溶解制成胶板会胶带,再将药物置于两块胶板之间,调节好出胶皮的厚度和均匀度,用钢模压制而成。
连续生产采用自动旋转扎囊机,两条机器自动制成的胶带向相反方向移动,到达旋转模前,一部分已加压结合,此时药液从填充泵中经导管进入胶带间,旋转进入凹槽,后胶带全部轧压结合,将多余胶带切割即可,制出的胶丸,先冷却固定,再用乙醇洗涤去油,干燥即得。
压制法产量大,自动化程度高,成品率也较高,计量准确,适合于工业化大生产。
4、干燥
5检查与包装
检查剔除废品即可包装,包装方法及容器与片剂相同。
6设备选型
6.1设备选型原则
实际生产中,进行设备选型时要全面考虑如下六方面具体原则。
(1)满足工艺的要求,保证产品的质量和产量;
(2)一般大型食品工厂选用较为先进、机械化程度高的设备,中型工厂则视具体条件,一些主要产品则选用机械化、连续化程度较高的设备,小型工厂则选用较简单的设备,做到经济上合理,技术上先进;
(3)所选设备能充分利用原料、能耗少、效率高、体积小、维修方便、劳动强度低,并能一机多用,备品、备件供应方便;
(4)所选设备应符合食品卫生要求,易清洗、装拆,与食品接触的材料要不易腐蚀,不会对食品造成污染;
(5)设备结构合理,材料性能适应各种工作条件(如温度、湿度、压力、酸碱度等);
(6)在温度、压力、真空、浓度、速度、流量、液位、计数和程序等方面有合理的控制系统,并尽可能采用自动控制方式。
设备选择时,考虑到产品内容物的特殊性,在产品生产线上注意避光、隔氧,同时,所有管道设备要采用不锈钢材料,避免接触其他金属离子。
6.2设备规格型号确定一览表
所选主要设备的如下所示,具体的技术参数及设备原型见表6。
表6设备一览表
工序
设备编号
名称
数量
备注
预处理
1
切碎机
1
2
干燥箱
1
低温真空
3
粉碎机
1
细粉碎
总黄酮提取
4
超声波提取机
2
5
高速离心机
1
有过滤功能
7
浓缩罐
1
8
贮存罐
2
夹套保温层
软胶囊生产
9
化胶罐
2
10
全自动无缝软胶囊机
1
包装
11
包装机
1
清洗
12
CIP清洗系统
1
6.3设备的具体参数
设备1:
切碎机
设备名称
切碎机
设备型号
ZC-1
生产能力T/h
800-1000
功率KW
2.2
重量/Kg
30
刀片/个
4
切碎长度/mm
5-80
外形尺寸/mm
(长、宽、高)
2800×1680×3100
为了能更大限度的干燥木贼草,需要把木贼草切成5cm左右的细节,该设备能很好的做到这一点,而且体积小、使用方便、刀片多、切碎效率效率高,适合工业化生产。
设备2:
干燥箱
设备名称
干燥箱
设备型号
FZG-12
功率KW
3.5
真空度(MPa)
-0.1
最高温度(℃)
80
蒸汽压力(MPa)
0.2-0.6
外形尺寸/mm
(长、宽、高)
1170×1720×1700
箱内尺寸/mm
(长、宽、高)
1160×1400×1200
将切好的节状木贼草至于干燥箱中,在一定温度和时间内完成干燥,该设备最高温度和功率均很低,危险系数小,费用低,而且干燥效率高,适合软胶囊的生产。
设备3:
粉碎机
设备名称
粉碎机
设备型号
Y180L-4
生产能力(Kg/h)
10-12t/h
功率/KW
22KW
主轴转速(r/min)
735
粉碎程度
细粉碎
外形尺寸/mm
(长、宽、高)
2200×1600×180
重量/kg
1961Kg
设备4:
超声波提取机
设备名称
超声波提取机
型号
Zus2-180-20
超声功率/Kw
1800
超声频率/KHz
20
变幅杆可选配
12.7、15、20、25
重量/Kg
100
外形尺寸/mm
(长、宽、高)
3000×2500×1500
提取罐采用双层式,带有温度传感器,夹层注水,保持提取罐内的温度在25-30℃之间;搅拌桨安装形式为立式中心,桨片与内壁间距为100mm,充分搅拌,保证木贼黄酮化合物的提取。
设备5:
高速过滤式离心机
设备名称
高速过滤式离心机
设备型号
LWL520X350-N
大端直径/mm
350
过滤区长度/mm
220
最高转速(r/min)
5000
最大分离因素
1764
电机功率/Kw
11
整机重量/Kg
990
外形尺寸/mm
(长、宽、高)
1241×1265×1528
设备6:
球型真空浓缩罐
设备名称
球型真空浓缩罐
设备容积(L)
600
蒸发器直径(mm)
750
进料口直径(mm)
100
出料口直径(mm)
80
冷凝水进出口(mm)
40
内外壁间隙(mm)
50
热循环水进出口(mm)
40
蒸汽出口直径(mm)
400
设备7:
贮存罐
设备名称
贮存罐
设备容积
2000
外形尺寸
1200×1000
1000×765
(mm)
100
主要材料
1Cr18Ni9Ti
设备8:
化胶罐
设备型号
TRHJ-030
容积(L)
300
外形尺寸
Ф1100mm×1750mm
真空度(MPa)
-0.09
主要材料
不锈钢
设计压力(MPa)
常压
设计温度(℃)
100
加热面积(m2)
2.8
搅拌速度(r/min)
51
电机功率(Kw)
3
设备9:
全自动无缝软胶囊机
设备名称
全自动无缝软胶囊机
生产能力
7200-43200粒/h
胶丸装量/mg
20-500
平均耗电量/Kw
1.5-6
室温/℃
18-26
整机重量/Kg
1200
相对湿度
≤50%
外形尺寸/mm
(长、宽、高)
1080×800×2100
设备10:
包装机
设备名称
软胶囊包装自动生产线
设备型号
PBL-250A
规格(支/盒)
20
包装盒尺寸
(长×宽×高)
(mm)
300×150×40
电压(V)
380
频率(Hz)
50
整机重量(Kg)
175
设备11:
泵
设备名称
真空泵
工作液流量(m3/h)
0.12
最大气量(m3/h)
27
噪音(dB/A)
62
电源(V)
220
频率(Hz)
50
额定功率(KW)
1.1
设备12:
CIP清洗系统
设备名称
智能型CIP系统
该CIP清洗装置不仅能清洗机器,而且还能控制微生物繁殖的清洗方法。
CIP清洗装置有以下优点:
1.能使生产计划合理化及提高生产能力;2.与手洗相比较,不但没有因作业之差异而影响清洗效果,还能提高其产品质量;3.能防止清作业中的危险,节省劳动力;4.可节省清洗剂、蒸汽、水及生产成本;5.能增加机器部件的使用年限;6.CIP清洗装置分手动、半自动及全自动三种供用户选择。
7劳动力计算
7.1.确定主要生产工序
主要生产工序有原料的验收、除杂、清洗、干燥、切碎、提取、浓缩、调配、化胶、压制、干燥、杀菌、检验、贴标、包装等。
7.2自动化程度较高生产车间劳动力计算
表7高自动化工序劳动力安排表
序号
工序名称
人/班
相关系数Ki
实际所需人数
1
原料验收
4
1
4
2
除杂
4
0.8
3
3
清洗
4
0.5
2
4
干燥
1
1
1
5
切碎
2
1
2
6
提取
1
1
1
7
浓缩
2
1
2
8
配料
2
1
2
9
化胶
2
1
2
10
压制
2
2
2
11
喷雾干燥
2
1
2
13
检验
4
1
4
14
贴标
4
1
4
15
包装
4
1
4
总计
35
表中实际所需人数由公式
计算得出,其中,Mi表示每班所需人数,Ki为相应的相关系数。
P2=35(人/班)
7.3自动化程度较低生产车间劳动力计算
表8低自动化工序劳动力安排表
序号
工序名称
人/班
1
原材料输送
2
2
成品堆放、输送
2
总计
4
P1=4(人/班)
7.4总人数定员
根据工厂人数公式P(人)=2S(P1+P2+P3)及两班生产制度,考虑到员工上厕所及吃饭不停机,修正系数S取1,前面加系数2,另安排4名机动人员,参与车间管理以及填补各岗位空缺。
因此P3=4(人/班)。
P(人)=2*(35+4+4)=86(人)
7.5工厂详细人员安排
表9详细人员安排表
序号
类别
领导
工人
序号
类别
领导
工人
1
厂领导
2
0
6
运输
2
4
2
车间
4
72
7
锅炉房
1
2
3
财务
2
4
8
食堂
2
4
4
人事劳资部
4
5
9
门卫
1
6
8全厂用水、用电、用气量估算
8.1用气量估算
1.生产用汽
车间主要的耗气量为木贼黄酮提取液的蒸发浓缩,根据设备的说明可以估算用气量。
木贼黄酮提取液提取液的浓缩的耗气量为:
Q1=500kg/h×16=8000kg
则生产耗气量为:
Q=8t/天
2.生活用汽
北方日平均温度低于5的天数历年平均为90天以上,按照国家规定,应采用集中采暖。
又按照“工业企业设计卫生标准”(吨J36-79)的规定,结合本项目规模、厂房面积,要求冬季车间内工作地点的空气温度不得低于15°C。
采暖用的热媒采用蒸汽,拟定供气量为1.5t/小时,四个车间共96t/天。
综上可知,该工厂总耗气量为104t/天,夏天不供暖时耗气量为8t/天。
表10全厂用汽量估算
序号
用汽设备或部门
用汽量/(kg/h)
1
锅炉
150
2
生产车间
768
3
辅助生产车间
434
8.2用水量估算
1.生产用水
(1)清洗容器需水量
W2=π/4×d2vtp
=π/4×0.25×2×600×1
=235.5kg
其中:
d—设备上进水管的内径,m;v—水在管道内的流速,m/s
t—清洗设备所用的时间,s;p—水的密度,kg/m3
(2)冲洗地坪耗水量
根据实际情况测定,1t水大约可以冲地坪40m2,工厂生产车间每班冲洗1次,则
Ws=S/40×2=10480/40×2
=524t
其中,S—生产地坪面积,m2
(3)锅炉用水
锅炉用水量按锅炉蒸发量的1.2倍计算,全天用汽量为32吨,全部由锅炉房供应,那么锅炉用水量=104×1.2=124.8t
(4)生活用水
参考相关资料,按3.5t/天估算。
(5)总用水量
综上可知,该口服液工厂的耗水量为651.1t/天。
表11全厂用水量估算
序号
用水部门
水质
用水量/m2
小时最大
小时平均
1
工艺用水
自来水
20
20.5
2
锅炉房用水
自来水
1.2
1.2
3
生活用水
自来水
0.9
0.3
合计
22.1
22
4
消防用水
132
8.3用电量估算
根据生产设备的功率,结合经验值,得到每天用电量约为2700kwh,生活用电500kwh
表12全厂用电量估算
序号
用电设备或部门名称
设备容量/KW
总量
运行量
备用量
1
生产车间
460
460
2
锅炉房
19.6
13.7
5.9
3
给水泵房
133
79
54
4
照明
24
24
总计
636.6
576.7
59.9
选用S7-632KVA10/0.4KV变压器
8.4日能耗量统计
根据以上的计算将日能耗量统计如下表所示:
表13日能耗统计表
耗能项目
用水(t/天)
用汽(t/天)
用电(kwh/天)
生活
3.5
96(冬天)
500
生产
647.6
8
2700
总量
651.1
104
3200
9生活及公用设施(给排水、供电、供汽、采暖及通风)设计
9.1给排水设计
9.1.1取水工程说明
工厂附近的自来水厂每日提供1300吨水,完全可以满足本工厂的用水量需求。
厂区给水管网均采用UPVC管材埋地敷设,厂区给水网系生产、生活、消防用水合用环状布置。
9.1.2消防用水
生产类别为丙类,室内外消防用水为水量之和的40L/s,火灾延续时间按两小时算,需消防用水量216m3。
消防用水蓄水池,容量为450m3。
9.1.3主要设备选择
给水泵:
IS100-65-315,两台。
消防泵:
IS150-125-400,两台。
9.1.4排水量
表14排水量表
序号
排水部门
排水种类
排水量/m2
小时最大
小时平均
1
生产车间
生产废水
8.5
7.6
2
生活排水
生活废水
0.5
0.26
合计
10
7.86
9.1.5排水系统说明
生活污水排水市政排水管网,生产废水经处理后再排放。
排水管道采用钢筋混凝土管,均埋地敷设。
9.2供电设计
供电参数高压为10千伏,10KW电源就近10KW高压供电线路供给。
厂区供电线路选用电缆,敷设方式为直埋。
变压器选用节能型S7800KVA型电力变压器,高压开关柜选用XGN2型固定式高压开关柜,低压开关柜选用GGD2低压开关柜。
9.3供气设计
采用锅炉房供气,并设置在生产车间系数最小的上侧。
锅炉房旁边设有足够的煤和灰渣堆场,同时与相邻的建筑物间距符合防火规范安全和卫生标准。
在通风、采光、防晒方面得出了锅炉房的朝向。
在锅炉出口和引风机之间还装有烟囱气体除尘装置,以减少对环境的污染。
9.4采暖和通风设计
9.4.1室外气象参数
采暖室外计算温度:
-2℃;冬季通风计算温度:
3℃;夏季通风计算温度:
34℃。
9.4.2全场采暖通风方案
采用锅炉房烧煤采暖。
供水温度95℃,回水温度70℃,采暖系统为上供下回单管顺序式机械循环系统。
散热器选用铸铁散热器。
10厂房设计
10.1厂址选择的总体要求
厂址选择是一项包括政治、经济、技术的综合性工作。
必须贯彻国家建设的各项方针政策,多方案比较论证,选出投资省、建设快、运营费低、具有最佳经济效益、环境效益和社会效益的厂址。
10.2厂址选择的基本原则
10.2.1厂址选择原则
厂址选择的卫生要求:
1、环境要求:
①厂区周围无畜禽饲养场、屠宰加工厂,畜禽交易场所及医院垃圾场,污水处理站,污水河沟等等的污染源,要求在大气含尘、含菌浓度低,无有害气体,自然环境好的区域;②远离矿山、铁路、机场、交通要道、货场等易产生粉尘和有害气体的场所,并应远离居民区、学校、公共娱乐场;
③厂址以地势平坦区域最佳,或在稍有斜坡的地方,但不能建在低洼地带;
④厂区所处位置尽量选择在交通便利,水、电、气等市政公用设施配套齐全的地方
2、水源要求:
要求水源充足,水质必须符合国家饮用水标准;
3、厂址选择要求经环保部门环境评估认可,有政府出具的环评报告;
10.2.2厂区布置原则
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